Norsk renholdsverks-forening Arbeidsgruppe for biologisk behandling

Norsk renholdsverks-forening Arbeidsgruppe for biologisk behandling Oppdrag utført av: Statens arbeidsmiljøinstitutt (STAMI) Delrapport: Gjennomgang av norske og internasjonale undersøkelser KARTLEGGING AV HELSERISIKO VED ARBEID PÅ KOMPOSTERINGSANLEGG R apport nr. 3/2005 NRF - Samarbeidsforum for avfallshåndtering

R A P P O R T Rapport nr: Dato: Revidert: Rev. dato: 3/2005 27.06.05 Distribusjon: Fri ISSN: 1502-4598 ISBN: 82-8035-0047-0 Tittel: KARTLEGGING AV HELSERISIKO VED ARBEID PÅ KOMPOSTERINGSANLEGG Delrapport: Gjennomgang av norske og internasjonale undersøkelser Oppdragsgiver: Norsk renholdsverks-forening Kontaktperson: Henrik Lystad, NRF Forfatter: Kari Heldal, STAMI Oppdragstaker: Statens arbeidsmiljøinstitutt (STAMI) Finansiell bistand: IVAR IKS, ØRAS IKS, RKR, LAS, Bioplan as, Agder Renovasjon, IRS, RTA, Lindum as, Halden Resirkulering Emneord: Arbeidsmiljø, helseeffekter, kompostering, våtorganisk avfall Sammendrag: Faglig bistand: Prosjektleder NRF: Henrik Lystad Styringsgruppe: Ernst Georg Hovland, IVAR; Anette Rognan, ØRAS; Marith Moe, RKR; Gjermund Vian, LAS Subject words: Working health, health effects, composting, biowaste Det er tidligere gjort spredte arbeidsmiljøundersøkelser på de norske komposteringsanleggene. Undersøkelsene er ikke vurdert samlet og resultatene er ikke sammenstilt. I regi av Norsk renholdsverks-forening (NRF) ble det i 2004 satt i gang et prosjekt hvor målsettingen er å avklare helserisiko ved komposteringsarbeid. I den forbindelse skal det registreres helseeffekter i forbindelse med eksponering for sporer fra sopp og bakterier og toksiner fra bakterier som endotoksiner (bioaerosoler), og gasser ved ulike arbeidsoperasjoner på anleggene. Denne delrapporten har til hensikt å etablere status av arbeidsmiljøsituasjonen ved å samle erfaringer fra viktige undersøkeleser både fra nasjonale og internasjonale komposteringsanlegg. Sluttrapport fra kartleggingen på anleggene vil foreligge våren 2007. Rapporten gir innledningsvis en oversikt over komposteringsprosessen og utvikling av mikroorganismer med en videre generell beskrivelse av eksponeringsforhold og helseplager knyttet opp mot komposteringsarbeid. Det er kjent fra undersøkelser av komposteringsarbeidere og fra andre miljøer med lignende eksponering at innpust av store mengder av støv med slike mikroorganismer kan føre til helseplager som allergiske sykdommer, mage-tarmplager, influensalignende plager med feberreaksjoner, tretthet og hodepine. I tillegg til en mulig direkte belastning fra mikroorganismer vil også eksponering for gasser fra omsetning av organisk materiale føre til helserisiko for komposteringsarbeiderne. Resultatene av gjennomgang av studiene viser at eksponering for bioaerosoler kan nå høye verdier ved komposteringsarbeid sett i forhold til annet arbeid med husholdningsavfall. Internasjonale rapporter støtter de samme resultatene. Selv om mer alvorlige helseplager eller sykdom kun er rapportert i enkelte tilfeller, er eksponeringen ved anleggene på et slikt nivå at tidlige helseplager som luftveissymptomer og luftveisinflammasjoner rapporteres. Kunnskap om hva som kan influere på eksponeringsforholdene på anleggene er derimot liten. Spesielt er kunnskap om doserespons sammenheng sparsomme. Det bør derfor legges vekt på personbårne målinger i videre undersøkelser. Dette vil kunne gi oss bedre muligheter til å stille krav til et bedre arbeidsmiljø på anleggene for å beskytte arbeidstakerne. Godkjent av: Dato: Sign: NRF 27.06.2005

INNHOLD SAMMENDRAG 1 1 BAKGRUNN 4 2 KOMPOSTERING AV BIOLOGISK AVFALL 6 2.1 Komposteringsprosessen... 6 2.2 Mikrobiologien i komposteringsprosessen... 6 2.3 Arbeidsoperasjoner ved kompostering... 7 3 HELSERISIKO VED KOMPOSTERINGSARBEID 9 3.1 Innledning... 9 3.2 Eksponering ved kompostering... 9 3.3 Helseeffekter ved eksponering for bioaerosoler... 13 4 TIDLIGERE STUDIER AV HELSERISIKO VED KOMPOSTERINGSARBEID 16 4.1 Bakgrunn for studiene... 16 4.2 Prøvetakingsstrategi og analysemetode... 16 4.3 Internasjonale studier... 17 4.4 Norske undersøkelser... 19 5 SPØRREUNDERSØKELSE BLANT DELTAGENDE ANLEGG 24 6 ANBEFALINGER OG VIDERE ARBEID 25 7 REFERANSER 26

1 SAMMENDRAG Det er tidligere gjort spredte arbeidsmiljøundersøkelser på de norske komposteringsanleggene. Undersøkelsene er ikke vurdert samlet og resultatene er ikke sammenstilt. I regi av Norsk renholdsverks-forening (NRF) ble det i 2004 satt i gang et prosjekt hvor målsettingen er å avklare helserisiko ved komposteringsarbeid. I den forbindelse skal det registreres helseeffekter i forbindelse med eksponering for sporer fra sopp og bakterier og toksiner fra bakterier som endotoksiner (bioaerosoler), og gasser ved ulike arbeidsoperasjoner på anleggene. Denne delrapporten har til hensikt å etablere status av arbeidsmiljøsituasjonen ved å samle erfaringer fra viktige undersøkeleser både fra nasjonale og internasjonale komposteringsanlegg. Sluttrapport fra kartleggingen på anleggene vil foreligge våren 2007. Rapporten gir innledningsvis en oversikt over komposteringsprosessen og utvikling av mikroorganismer med en videre generell beskrivelse av eksponeringsforhold og helseplager knyttet opp mot komposteringsarbeid. Det er kjent fra undersøkelser av komposteringsarbeidere og fra andre miljøer med lignende eksponering at innpust av store mengder av støv med slike mikroorganismer kan føre til helseplager som allergiske sykdommer, mage-tarmplager, influensalignende plager med feberreaksjoner, tretthet og hodepine. I tillegg til en mulig direkte belastning fra mikroorganismer vil også eksponering for gasser fra omsetning av organisk materiale føre til helserisiko for komposteringsarbeiderne. Resultatene av gjennomgang av studiene viser at eksponering for bioaerosoler kan nå høye verdier ved komposteringsarbeid sett i forhold til annet arbeid med husholdningsavfall. Internasjonale rapporter støtter de samme resultatene. Selv om mer alvorlige helseplager eller sykdom kun er rapportert i enkelte tilfeller, er eksponeringen ved anleggene på et slikt nivå at tidlige helseplager som luftveissymptomer og luftveisinflammasjoner rapporteres. Kunnskap om hva som kan influere på eksponeringsforholdene på anleggene er derimot liten. Spesielt er kunnskap om dose-respons sammenheng sparsomme. Det bør derfor legges vekt på personbårne målinger i videre undersøkelser. Dette vil kunne gi oss bedre muligheter til å stille krav til et bedre arbeidsmiljø på anleggene for å beskytte arbeidstakerne.

ORDFORKLARINGER BRUKT I DENNE RAPPORTEN 2 Actinomyceter: En spesifikk gruppe Gram-positive bakterier som kan danne store mengder små sporer. Actinomyceter kan vokse ved temperaturer opptil 55 0 C og er vanlig i kompost. Administrativ norm: Retningslinjer for forurensning i arbeidsatmosfæren, satt av Arbeidstilsynet ut fra tekniske, økonomiske og medisinske vurderinger. Aerobe bakterier: Bakterier som trenger oksygen for å vokse. Allergen: et antigen som kan forårsake allergiske reaksjoner hose sensibiliserte (overfølsomme) personer. Allergiske effekter: Helseeffekter forårsaket av en overreaksjon av immunforsvaret. Sensibiliserte (overfølsomme) personer får plager ved mye lavere doser enn ikke sensibiliserte personer. Alveoler: lungeblærer i nedre del av luftveiene der gassutvekslingen skjer. Anaerobe bakterier: Bakterier som vokser best ved fravær av oksygen. Antigen: substanser som har evnen til å indusere immunologiske reaksjoner ved å danne antistoff. Antistoff: Motstoff som dannes mot inntrengning av fremmede organismer (antigen) i kroppen som en immunologisk forsvarsreaksjon. β(1-3)-glukan: En celleveggkomponent i celler og sporer av sopp, men finnes også i enkelte bakterier og planter. Glukaner kan virke på immunsystemet. Biologisk avfall/bioavfall/våtorganisk avfall: Avfall fra mat, kaffegrut, vått papir, bleier og annet vegetabilsk/animalsk materiale. Bioaerosol: Små dråper eller partikler finfordelt i luft av biologisk opprinnelse som blant annet kan inneholde døde og levende mikroorganismer og komponenter fra disse. Case studie: beskrivelse av et enkelt sykdomstilfelle og diskusjon om tilfellets egenskap (årsaker og behandling). CFU: (colony forming units) et mål for antall mikroorganismer som vokser på et næringssubstrat og danne kolonier under standardiserte betingelser. Dose-respons sammenheng: Endring i forekomst av en komponents effekt med økende eksponering. Eksponering: Ytre påvirkninger av helseskadelige faktorer. Eksponeringsmåling: Måling av forurensning av arbeidsatmosfæren. Utføres fortrinnsvis med personbåret utstyr i inhalasjonssonen.

Endotoksin: Et giftstoff som sitter i celleveggen på døde og levende Gram-negative bakterier. Endotoksiner er biologisk aktive og kan gi helseskade som luftveisirritasjon, tette luftveier og feber anfall. Fluorescens-mikroskopi (FM): Analysemetode for bakterier og sporer fra muggsopp. Mikroorganismene merkes med et fluorescerende stoff som letter gjenkjennelse. Gram-negative/Gram-positive bakterier: En klassifisering av bakterier ut fra en fargeteknikk. Mange Gram-negative bakterier er patogene (sykdomsfremkallende). Komposterbart avfall: Avfall som består av organisk materiale, som for eksempel bioavfall, slam fra kloakk og hageavfall. Kompostering: En kontrollert biologisk nedbrytning og stabilisering av organisk materiale. Prosessen er aerobisk med utvikling av termofile temperaturer som et produkt fra den biologiske prosessen. Sluttproduktet er hygienisert og stabilisert, har høyt innhold av humus produkter som kan brukes som næringsrikt jordtilskudd. Mesofile: Optimalt temperaturområde på 20 til 45 0 C for prosesser eller organismer. Mykotoksiner: Kjemisk forbindelse med kreftfremkallende/immunhermende/immunhemmende egenskaper som produseres av enkelte sopparter. Patogene: sykdomsfremkallende. Personbårne målinger: Målinger hvor prøvetakingsutstyret er plassert på arbeidstakeren i inhalasjonssonen. Personbårne målinger foretas for å få bestemt eksponering under arbeid og forutsettes brukt ved sammenligninger med administrative normer og helseplager knyttet til arbeidet. Opportunistisk patogen: sykdomsfremkallende kun hos immunsvekkede personer. 3 Stasjonære målinger: Målinger hvor prøvetakingsutstyret er plassert på et fast målested. Stasjonære målinger kan vise eksponering når arbeidet utføres nær prøvetakeren, og brukes ofte for å få et inntrykk av bakgrunnseksponering (eksponering som arbeidstakere er utsatt for uten at de selv utvikler forurensning ved sitt arbeid). Termofile: Prosesser eller organismer som har optimal temperatur >45 0 C. VOC s: Volatile organic componds (flyktige organiske komponenter). En gruppe organiske forbindelser som lett fordamper til omgivelsene ved romtemperatur, med mulige irritative, nevrotoksiske og karsinogene egenskaper.

4 1 BAKGRUNN Den stadige økende avfallsmengden og miljøforurensninger fra avfallsdeponiene er en utfordring for miljøvernmyndighetene i de fleste industrialisert land. Bare i Norge produseres det over 1,5 mill. tonn husholdningsavfall årlig. Ca 30% av husholdningsavfallet er matavfall eller bioavfall. Med bioavfall menes lett nedbrytbart matavfall fra privat- og storhusholdninger, dagligvareforretninger og næringsmiddelindustri, samt deler av park- og hageavfall. Bioavfallet regnes for å være en problematisk avfallsfraksjon fordi det ved deponering dannes metangass og næringsrikt sigevann som kan slippe ubehandlet ut i miljøet. I Norge har miljøvernmyndighetene gjennom fylkesmennene siden 2001 derfor innført et forbud mot deponering av bioavfall på fyllplassene. Kildesortering og kompostering av bioavfallet er i dag den mest vanlige metoden for å løse deponiforbudet på. I 2001 ble det registrert 37 komposteringsanlegg av varierende størrelse og teknologisk utforming i Norge. Det er tidligere gjort spredte arbeidsmiljøundersøkelser på de norske komposteringsanleggene. Undersøkelsene er ikke vurdert samlet og resultatene er ikke sammenstilt. I forhold til annen avfallshåndtering viser resultatene at spesielt eksponering for sporer fra sopp og bakterier, samt toksiner fra bakterier (endotoksiner) kan nå høye verdier ved komposteringsarbeid. Internasjonale rapporter viser lignende resultater. Det er fra andre miljøer med lignende eksponering kjent at innpust av store mengder av støv med mikroorganismer kan føre til helseplager som allergiske sykdommer, mage-tarmplager, influensalignende plager med feberreaksjoner, tretthet og hodepine. I tillegg til en mulig direkte effekt fra eksponering for mikroorganismer, vil også eksponering for gasser fra nedbrytning av organisk materiale kunne føre til helserisiko for komposteringsarbeiderne. Det er utført flere internasjonale og nasjonale studier hvor emisjon av forurensning fra anleggene er kartlagt med tanke på omgivelsene. Undersøkelser som er gjort med hensyn på eksponering ved komposteringsarbeid er imidlertid få. Resultatene kan tyde på at nivå av eksponering for mikroorganismer og mikrobielle produkter på komposteringsanleggene er blant annet avhengig av type avfall som blir kompostert. Det foreligger imidlertid lite dokumentert kunnskap om hvilke andre faktorer som kan influere eksponeringen på anleggene og hvilken betydning dette har på arbeidernes helse. I regi av Norsk renholdsverks-forening (NRF) ble det i 2004 satt i gang et prosjekt hvor målsettingen er å avklare helserisiko ved komposteringsarbeid. I prosjektet skal helseeffekter registreres i forbindelse med eksponering for mikroorganismer og gasser ved ulike arbeidsoperasjoner på anleggene. Invitasjon om deltagelse ble sendt alle anlegg i Norge. Ti anlegg meldte sin interesse i å delta i arbeidsmiljøkartleggingen.

Denne første rapporten har til hensikt å etablere status av arbeidsmiljøsituasjonen ved landets komposteringsanlegg. Det ble sendt ut et spørreskjema til deltakeranleggene for å samle inn erfaringer flere anlegg har ervervet seg når det gjelder arbeidsmiljøproblemer. Det ble bedt om informasjon om komposteringsmetode, type avfall, hvilke problemer med anlegget som kan ha påvirket arbeidsmiljøet, og hva som er gjort av forbedringstiltak. Rapporten vil innledningsvis gi en oversikt over komposteringsprosessen og utvikling av mikroorganismer. Rapporten gir også en generell beskrivelse av eksponeringsforhold og helseplager knyttet opp mot komposteringsarbeid. Videre følger en oppsummering av de viktigste arbeidsmiljøundersøkelser som er rapportert om eksponeringsforhold og helseplager på komposteringsanlegg internasjonalt og i Norge. Luktproblematikk og emisjonsstudier blir ikke omtalt i denne arbeidsmiljørapporten. Selve arbeidsmiljøkartleggingen på anleggene vil pågå i 2005, og resultatene med oppfølgingstiltak rapporteres ved prosjektets slutt våren 2007. 5

6 2 KOMPOSTERING AV BIOLOGISK AVFALL 2.1 Komposteringsprosessen Komposteringsprosessen kan defineres som en kontrollert biologisk nedbrytning og stabilisering av organisk materiale under tilførsel av oksygenholdig luft. Prosessen krever god lufttilgang og det utvikles biologisk produsert energi som gir en økning av temperaturen. Dette resulterer i et sluttprodukt, kompost, som er hygienisert (uten patogene mikroorganismer) og stabilisert (ferdig nedbrutt) med høyt innhold av humus produkter som kan brukes som et næringsrikt jordtilskudd. Kvaliteten på ferdig kompost vil avhenge mye av hvordan komposteringen har foregått. Bruk av strukturmateriale, kontrollert lufting og styring etter temperaturen i komposten er viktige elementer i produksjonen av godt stabilisert og hygienisert kompost. Kompostering er i nyere tid brukt til å behandle en rekke organiske substrater som husholdningsavfall, kloakk slam, jordbruk og industriprodukter (Gilbert et al., 2001). Kompostering kan utføres på en rekke måter, fra småskala kompostering ved husholdningene til storskala kompostering ved egne anlegg hvor også teknologien kan variere betraktelig. 2.2 Mikrobiologien i komposteringsprosessen Det er i hovedsak tre faser i komposteringsprosessen: startfase, varmkomposteringsfase og ettermodning (Lystad & Vethe, 2001). Ulike mikroorganismer vil dominere først og fremst avhengig av temperaturen i de ulike trinnene. Det er derfor viktig å overvåke temperaturen i komposten som kan avdekke problemer i prosessen, likeledes om komposten blir hygienisert etter kravene. I startfasen er temperaturen relativ lav (< 45 0 C). Det foregår en rask tilvekst av mikroorganismer i komposten med en seleksjon av de mikroorganismer som har best betingelser for å overleve. I den første startfasen vil de mesofile bakteriene som vokser mellom 20 0 C til 45 0 C dominere. Denne innledende fasen tar fra ett døgn til over en uke avhengig av forholdene.

7 I varmkomposteringsfasen fasen vil mikroorganismene bryte ned lett omsettelig karbon som stivelse og sukker i avfallet. Hastigheten i den biologiske prosessen er høy. Krav til oksygen er stort og varme utvikles med en temperaturstigning til over 60 0 C. Mesofile bakterier slutter å vokse og dør. De etterfølges av termotolerante og termofile bakterier ettersom temperaturen stiger til over 45 0 C. Termofile actinomyceter (Lacey, 1997), Bacillus arter og termotolerante sopparter som Aspergillus og Penicillium (Millner et al., 1977) er blant de termofile mikroorganismene som dominerer i denne fasen. Med den økte temperaturen vil patogene (smittefarlige) mikroorganismer ødelegges og komposten blir på denne måten hygienisert. Ulike kombinasjoner av temperatur og tid fører til den ønskede hygieniseringen. Et eksempel på en slik kombinasjon er gitt i en anbefaling der en temperatur mellom 55 til 60 0 C over minst 3 dager er nødvendig for å drepe de fleste patogener som Salmonella, E. coli og Shigella (Crook & Gilbert, 2003). I Norge finnes ingen generelle krav om minimum temperatur og oppholdstid, men flere land har dette. I ettermodningsfasen vil mikroorganismene konsumere organiske komponenter som for eksempel cellulose, tyngre fett- og oljestoffer. Den biologiske aktiviteten avtar med følgende mindre krav til oksygen. Under ettermodningen synker den mikrobielle aktiviteten og temperaturen avtar (<45 0 C ). Mesofile actinomyceter og sopp vil dominere. Til slutt stopper komposteringen og komposten sies å være stabilisert. Denne stabiliseringen tar gjerne lengre tid enn varmkomposteringsfasen, avhengig av type komposteringssystem og etterbruk. Biokjemien og de mikrobielle prosessene ved kompostering er fremdeles ikke fullstendig kjent, selv om det foregår forskning på området. Dette skyldes i første rekke kompleksiteten av prosessene som ikke bare er avhengig av råmateriale som skal komposteres og strukturmateriale som blandes inn, men også av fysiske/kjemiske forhold som temperatur, ph og fuktighet. 2.3 Arbeidsoperasjoner ved kompostering Bioavfallet består av matrester, noe papir, hageavfall og i enkelte kommuner kastes også bleier i bioavfallet. Flere kommuner leverer ut egne nedbrytbare poser til å samle opp matavfallet i kjøkkenet. Ulike utendørs lagringsutstyr for bioavfallet er av betydning for mikrofloraen, gassutvikling og avrenning fra avfallet (Heldal et al., 2001) Avfallet blir så transportert til komposteringsanlegget i renovasjonsbiler. For å gjøre avfallet egnet til kompostering må det forbehandles ved å sikte ut store partikler (plast og andre fremmedlegemer) og strukturmateriale som hageavfall, treflis eller bark blandes inn. Strukturmateriale tilsettes for å gjøre avfallsblandingen tørrere og mer porøs. I varmkomposteringsfasen hvor hoveddelen av komposteringen foregår, ordnes avfallet utendørs i ranker eller innendørs i reaktorer. Utendørs utføres vending eller lufting av massen med rankevendemaskiner eller luften blåses inn ved hjelp av vifter. Kontroll av temperatur og fuktighet gjøres som oftest manuelt. Varmeenergien som produseres i komposten bidrar også til at store mengder vann fordampes. Spesielt ved vending frigis vanndamp og små væskeaerosoler, dråper som er bærere av mikroorganismer fra komposten.

For å sikre en best mulig prosess med minst mulig utslipp til ytre miljø, har flere anlegg i dag flyttet varmekomposteringsfasen innendørs. Slike anlegg er som regel utstyrt med automatisk temperaturkontroll, lufting og vending av massen. Ved etterbehandling og modning legges komposten i større hauger eller ranker, som regel uten vending. Komposten siktes for å skille ut større biter (> 10-20 mm). Sikteresten blir enten deponert eller gjenbrukt. 8

9 3 HELSERISIKO VED KOMPOSTERINGSARBEID 3.1 Innledning I dette kapittelet beskrives i første rekke helserisiko ved eksponering for bioaerosoler generelt. Helserisikoen vil også knyttes opp mot komponenter i aerosolen som vi vet forekommer på komposteringsanlegg. Bioaerosoler er luftbårne partikler av vegetabilsk, animalsk og mikrobiologisk opprinnelse og kan derfor være bærere av mikroorganismer og mikrobielle cellekomponenter. Av mikroorganismene vil bakterier og sporer av sopp og bakterier (actinomyceter) bli omtalt. Endotoksiner, β(1-3)-glukaner og mykotoksiner er viktige mikrobielle komponenter som derfor også forekommer i aerosolen fra kompost. Effekter av eksponering for bioaerosoler på luftveiene i arbeidssammenheng har vært godt studert, men mekanismene som forårsaker effektene er fremdeles ikke helt forstått og avklart. Det er heller ikke avklart hvilke komponenter i aerosolen som er av mest betydning for de helseplagene som rapporteres fra arbeidere og ved hvilket eksponeringsnivå de forekommer. Dette skyldes at bioaerosoler ofte inneholder variabel mengde av ulike komponenter og mikroorganismer. 3.2 Eksponering ved kompostering 3.2.1 Mikroorganismer i komposten Komposteringsprosessen er basert på at et høyt antall av bakterier og sopp er tilstede for å bryte ned det organiske materialet. Et totalt celletall på 10 9 10 11 celler/g kompost er målt ved en fluorescensmikroskopisk metode (Nielsen et al., 1997). Det ble målt 10 6 cfu actinomyceter og 10 5 cfu Aspergillus per gram kompost ved soppdyrking (Lacey,1997) og kompost av kloakk slam (Millner et al., 1994). Dette tyder på at en stor andel av mikroorganismene er døde fordi colony forming units (CFU) viser levende celler eller sporer som kan vokse videre på et vekstmedium og danne tellbare kolonier. Med mikroskopiske metoder telles det totale antall celler av både levende og døde bakterier og sporer av sopp og bakterier.

10 Hver gang komposten blir vendt eller håndtert, for eksempel under sikting, vending eller rydding mellom rankene, kan bakterier, actinomyceter og soppsporer bli luftbårne i høye konsentrasjoner og danne bioaerosoler. Patogene eller sykdomsfremkallende bakterier kan være tilstede i råmaterialet som for eksempel tarmbakterier (koliforme) fra kloakkslam. Dette kan gi risiko for mage-tarm infeksjoner. Risikoen vil imidlertid raskt avta når temperaturen i komposten øker da disse bakteriene ikke tåler høye temperaturer. Tarmbakteriene er også svært lite motstandsdyktige når de blir luftbårne og vil derfor dø i løpet av sekunder på grunn av uttørking. Av den grunn er risiko for infeksjonssykdommer liten ved inhalering av patogener fra kompost. Hygiene aspektet vil imidlertid være viktig (verneutstyr, håndvask etc) da eksponering kan forekomme ved direkte kontakt med avfallsmaterialet. Ikke-patogene mikroorganismer som øker i et stort antall i komposten kan imidlertid også gi helseplager og spesielt luftveisplager ved inhalering. Helserisikoen er uavhengig om mikroorgansimene er levende eller døde. Endotoksin vil for eksempel være biologisk aktivt som giftstoff selv om bakterien er død, eller bare forekommer i cellefragmenter. Kontroll av generering av bioaerosoler for å beskytte seg mot eksponering kan være vanskelig og mer kompleks. For å forstå potensiell helserisiko ved inhalering av bioaerosoler fra kompost, følger en oversikt over de viktigste komponentene i aerosolen som vi vet kan medføre symptomer og sykdom. 3.2.2 Mikroorganismer i kompostaerosol Sopp Aspergillus fumigatus er spesielt viktig i komposteringsprosessen på grunn av soppens kapasitet til å nedbryte cellulose. Optimal veksttemperatur er 37 0 C og rask vekst kan forekomme mellom 30 og 50 0 C. A. fumigatus er som oftest tilstede i kompost i høye konsentrasjoner. A. fumigatus er spesielt viktig sett ut fra et helsemessig perspektiv da den er både allergen og opportunistisk patogen og kan føre til lungesykdommen aspergillose hos immunsvekkede personer (Allmers et al., 2000). Vanligvis håndteres A.fumigatus av immunforsvaret og inhalasjon av flere hundre A. fumigatus sporer om dagen medfører ikke sykdom hos ellers friske personer (Latge et al., 1999). Sporene av denne soppen er små (2-3 µm) og kan derfor nå alveolene ved inhalasjon. Soppen kan også produsere mykotoksiner (se side 12). Andre Aspergillus arter og en rekke andre sopparter som er funnet i kompost (Rhizopus, Cladosporium, Penicillium) er potensielt allergene hvis de pustes inn i store mengder. Sporer fra flere sopparter er kjent årsak til hypersensitiv pneumonitt (allergisk lungebetennelse, tidligere også kalt allergisk alveolitt) (se side 15). Dessuten kan eksponering for høye sporekonsentrasjoner føre til toksisk lungebetennelse, også kalt organic dust toxic syndrome ODTS) (se side 14). Dette synes ikke å være avhengig av sporetype.

Bakterier 11 Bakterier deles inn i to hovedgrupper; Gram-negative og Gram-positive bakterier. Gramnegative bakterier dominerer i støv fra plantemateriale (Pseudomonas) (Dutkiexicz 1997). Gram-positive vil også være tilstede i støv med animalsk opprinnelse (for eksempel Bacillus arter) og er derfor også vanlig i kompost. Gram-negative bakterier fra tarmflora hos dyr og mennesker (E. coli, Salmonella) vil være tilstede i slam fra gjødsel i landbruk og kloakk. Også matavfall kan være kontaminert av dyreekskrementer. Den økte temperaturen i komposteringsprosessen vil drepe tarmbakterier (koliforme bakterier), men det må også understrekes at disse bakteriene kan overleve i kjøligere lag i komposten ved utilstrekkelig vending eller for lave temperaturnivåer i massen generelt. Arbeidere som håndterer slik kompost må være spesielt oppmerksomme på hygieniske tiltak. Eksponeringssvei for bakterielle patogener vil hovedsakelig være ved direkte kontakt med kilden og ikke ved inhalasjon. Risiko for luftveisinfeksjoner forårsaket av patogene bakterier er derfor vurdert som liten ved kompostering. På den annen side, bakterier i aerosoler fra kompost kan være både allergene og inneholde toksiner (se endotoksin). Actinomyceter Actinomyceter er sporedannende Gram-positive bakterier som vanligvis forekommer i jord og plantemateriale. Termofile actinomyceter (Streptomyceter, Termoactinomyceter) vokser ved 30 til 60 0 C og trives i våt kompost. De er kjent som luftveisallergener. De produserer tusenvis av veldig små sporer (1-3 µm) som lett virvles opp i luft og kan inhaleres ned til alveolene. De er hovedsakelig rapportert å være årsak til alvorlige yrkeslungesykdommer som hypersensitiv pneumonitt (se side 15). Endotoksin Endotoksin er et lipopolysakkarid som sitter i celleveggen på Gram- negative bakterier. Gramnegative bakterier er hovedsakelig tilstede i munn og mage-tarm systemet hos dyr og mennesker, men lever også på dyr, på planter og finnes i husstøv. Dette betyr at alle mennesker er daglig eksponert for lave nivåer av endotoksin. Endotoksin er antagelig det mest potente inflammatoriske agens i bioaerosolen og kan indusere ikke-allergiske inflammatoriske reaksjoner i luftveiene (se side 13) (Thorn, 2001). Inhalering av endotoksin i store doser kan gi kortvarig helseplager med influensalignende symptomer som feber og muskelsmerter (toksisk lungebetennelse) (Rylander & Jacobs, 1994). Både akutt og langvarig eksponering for endotoksin har i yrkessammenheng blitt assosiert med inflammasjon i luftveiene som kan føre til bronkitt, kronisk obstruktive lungesykdommer (KOLS) og redusert lungefunksjon (Jacobs et al., 1997) (se side 13). I yrkessammenheng er høy eksponering for endotoksin satt i sammenheng med arbeid som genererer aerosoler med støv som er kontaminert med Gram-negative bakterier; kornstøv, bomullstøv, støv fra grisehus, hønsehus og kloakk og prosessvann i papir- og potetindustrier. Nivåer av endotoksin fra disse miljøene kan nå opp til 10 7 EU/m 3 (DeLucca et al., 1984, Thelin et al., 1989, Milton et al., 1995). Endotoksin og Gram-negative bakterier er vanligvis tilstede i lave konsentrasjoner ved håndtering av bioavfall fra husholdningene, men kan i spesielle tilfelle nå opp 200 EU/m 3 (Heldal et al., 1997). Dette nivået er opp mot den helsebaserte grenseverdien i yrkessammenheng i Nederland (se side 19). Flere rapporter viser

12 at endotoksin kan være tilstede i høyere konsentrasjoner i støv fra kompost sammenlignet med annen avfallshåndtering (Douwes et al., 2000, Heldal et al., 1997). b(1-3)-glukaner β-(1-3)-glukaner er en polyglucose komponent i celleveggen på i hovedsak soppsporer, men finnes også i noen bakterier og planter. Som endotoksin kan β-(1-3)-glukaner gi betennelsesreaksjoner, men kan også virke immunregulerende (Williams, 1997, Fogelmark & Rylander, 1994, Heldal, 2003c). Sammen med endotoksin kan β-(1-3)-glukaner bidra til den inflammatoriske responsen med etterfølgende respiratoriske effekter, samtidig som den også kan dempe effekten alt etter eksponeringsnivå og tid (Heldal, 2003c). Eksponering for β-(1-3)-glukaner er rapportert i både inneklima miljø og i yrkessammenheng som avfallshåndtering og kompostering (Thorn et al., 1998, Douwes et al, 2000, Heldal et al., 2003a). Mykotoksiner Mykotoksiner er ikke flyktige, lav molekylære toksiske metabolitter produsert av enkelte soppsporer ved vekst i organisk materiale. Den mest vanlige eksponeringsveien er gjennom spising av muggen mat. Det forskes imidlertid nå på effekter av mykotoksin i landbruksmiljø som pustes inn ved arbeid med fuktskadet (soppkontaminert) korn (Nordby et al., 2004). Toksinene kan både akutt og kronisk gi hormonhermende og karsinogene effekter (Gravesen et al., 1994). Det er foreslått en hypotese om at eksponering for mykotoksin kan bidra til lungesykdommer i yrkessammenheng hvor arbeidere er eksponert spesielt for Aspergillus og Penicillium (Fischer et al. 1998). Dette er sopparter som kan være tilstede i bioaerosoler fra kompost. Mykotoksinenes rolle i lungesykdommer hos komposteringsarbeidere er imidlertid ikke studert, likeledes nivå av mykotoksiner i kompoststøv. Målemetoder for markører av mykotoksiner i luftprøver fra kornhåndtering er nå rapportert ved bruk av molekylarbiologiske PCR teknikker (polymerase chain reactions) (Halstensen et al., in press). 3.2.3 Nedbrytningsgasser Ved aerob nedbrytning utvikles i hovedsak vann og karbondioksid. Anaerobe forhold under kompostering kan føre til dannelse av en rekke andre nedbrytningsgasser som kan være svært luktsterke forbindelser. Dette gjelder hydrogensulfid, merkaptaner og flere andre svovelholdige flyktige organiske komponenter (VOC) sammen med gasser som ammoniakk og aminer som blant annet kan være irritante. Flyktige organiske komponenter er en stor gruppe forbindelser (benzener, aldehyder og ketoner) som kan være toksiske og noen karsinogene (benzen) (Wheeler et al., 2001). Elitzer (1995) fant at de fleste VOCene ble produsert og emittert i starten av komposteringen, det vil si ved mottaket, oppmalingen og i første fasen i komposteringsprosessen. Nivået selv ved worst case situasjoner var lav i denne studien. Høyest konsentrasjon av VOCer målt i startfasen av komposteringen (3-4 uker). Dette er videre bekreftet i en norsk rapport, mens høyest konsentrasjon av hydrogensulfid (H 2 S) ble påvist i eldre ranker ( 5-8 uker) (Bergesen & Berg, 2001). I denne studien ble gassene målt i selve komposten. Fischer (1999) målte eksperimentell produksjon av VOC fra 13 sopparter isolert fra kompost og fant en rekke hydrokarboner og terpener. Det er få studier på dette området, spesielt om gassenes betydning for utvikling av helseplager, men fra de internasjonale studier av VOC fra kompost er det ikke tilstrekkelig bevis på at gassene kan nå helsefarlige nivåer (Wheeler et al., 2001, Crook & Gilbert, 2003). Imidlertid

kan luktholdige gasser være årsak til subjektive plager ved sterk lukt fra komposten som oppleves som sjenerende, både for arbeidere og for nærområdene rundt komposteringsanleggene. 13 3.3 Helseeffekter ved eksponering for bioaerosoler Det kan være hensiktsmessig å skille helseeffekter ved eksponering for bioaerosoler inn i flere kategorier: - infeksjoner forårsaket av levende patogene mikroorganismer. Den viktigste eksponeringsveien er ved direkte kontakt med smittekilden og ikke via inhalasjon. Forebyggende tiltak her er gode hygienerutiner. - spesifikke toksiske effekter forårsaket av f.eks. mykotoksiner som kan være karsinogene. Eksponeringsveien her er i første rekke via matinntak. - inflammasjoner hvor vi skiller mellom to typer, den uspesifikke inflammasjonen (det medfødte immunforsvaret), og immunspesifikk inflammasjon (adaptive eller tillærte immunforsvaret) som kan gi allergiske eller overfølsomhetsreaksjoner. Alle typer inflammasjoner kan gi celle og vevsødeleggelse med symptomer. Nyere forskning innen mekanismestudier har gjort det enklere å studere helseeffekter på spesielt luftveiene og resultatene viser at majoriteten av sykdom og symptomer ved eksponering for bioaerosoler vanligvis skyldes inflammasjon, og spesielt den ikke spesifikke inflammasjonen. Ut fra det vi vet om de underliggende mekanismene er det også hensiktsmessig å dele sykdom og symptomer inn i ikke-allergiske og allergisk luftveissymptomer. Risiko for infeksjonssykdommer smittet via inhalasjon vurderes som liten ved komposteringsarbeid (se side 10) og vil ikke bli nærmer omtalt her. 3.3.1 Ikke-allergisk luftveissymptomer Ikke-allergisk luftveissymptomer er de viktigste og oftest forekommende plagene ved eksponering for bioaerosoler. De akutte plagene forårsakes av ikke-spesifikk inflammatoriske reaksjoner i luftveiene med økning av nøytrofile betennelsesceller. Symptomene kan variere fra lette irritasjoner i øyne og luftveier i form av svie og hoste, til mer plagsomme influensalignende feberreaksjoner (ODTS). Hos kronisk eksponerte arbeidere kan luftveisinflammasjonen føre til mer alvorlige tilstander som kronisk obstruktive lungelidelser (KOLS) med nedsatt lungefunksjon. Slimhinneirritasjoner Irritasjoner i luftveiene karakteriseres ved tørrhoste og irritasjonssymptomer i nese og hals. Også irritasjon i øyne er vanlig. Symptomene blir ofte kalt mucous membrane irritation (MMI) (Rylander & Jacobs, 1994) og begrepet er oftest brukt i forbindelse med registrering av symptomer i spørreskjemaer. MMI er de mest vanlige plagene i miljøer hvor arbeidere eksponeres for bioaerosoler. Plagene utvikles ofte før mer alvorlige luftveissymptomer viser seg.

Ikke-allergisk astma 14 Betegnelsen ikke-allergisk astma brukes ved astma symptomer (tung pust, piping i brystet, variabel nedsatt lungefunksjon) som ikke skyldes allergi med utvikling av antistoff (IgE). Ikke-allergisk astma er karakterisert med en nøytrofil inflammasjon og økning av inflammatoriske mediatorer (IL-8) (Gibson et al., 2001, Heldal et al., 2003). Ikke-allergisk astma blir oftere registrert blant arbeidere som eksponeres for bioaerosoler enn i den generelle befolkningen. Denne tilstanden bli derfor ofte diagnostisert som yrkesastma eller arbeidsrelatert astma (Bernstein et al., 1999). Kronisk obstruktive lungesykdommer (KOLS) KOLS er karakterisert ved inflammasjon av slimhinnene i luftveiene og gir symptomer som hoste med slim, tung pust og varig nedsatt lungefunksjon. Eksponering for soppsporer og endotoksin har vært rapportert som mulig årsak (Clapp et al., 1994, Olenchock et al., 1989). Hovedårsaken til KOLS er imidlertid røyking. Toksisk pneumonitt, ODTS Toksisk pneumonitt (toksisk lungebetennelse) beskrives som en ikke-infeksiøs influensalignende sykdom med feberanfall, smerter i ledd, hoste, hodepine og trøtthet (von Essen et al., 1990). Humane inhalasjonsstudier med endotoksin viser lignende symptomer (Rylander, 1994). ODTS er imidlertid også rapportert fra miljøer hvor arbeidere eksponeres for actinomyceter og soppsporer (von Essen et al., 1990). Symptomene opptrer kort tid etter en høy eksponering (4-8 timer) og varer opp til en dag, vanligvis uten langvarige symptomer. Symptomene betegnes ofte etter hvilket miljø de opptrer i som justerverksyke, luftfukterfeber etc. Den vanligvis høye eksponering for bioaerosoler som kreves for å gi ODTS plager kan forekomme ved flere stadier i komposteringsprosessen. 3.3.2 Allergiske luftveissykdommer Allergiske luftveissykdommer er astma, rhinitt og hypersensitiv pneumonitt. Mens allergisk astma og rhinitt er vanlig forekommende luftveissykdommer, både i yrkespopulasjoner og i den generelle befolkningen, er hypersensitiv pneumonitt en sjelden og alvorlig lungesykdom, beskrevet i yrker etter massive eksponering for mikroorganismer (von Essen et al., 1990). Allergisk astma og rhinitt Ved allergisk astma og rhinitt (inflammasjon i nesen) produseres IgE antistoff etter en lokal allergisk inflammasjon forårsaket av spesifikke allergener. Er arbeidere først sensibilisert for et allergen, skal det uhyre små konsentrasjoner til for å trigge IgE produksjon og dermed nye astma anfall. Allergisk astma er en kompleks sykdom som er genetisk betinget (atopi). Astma og rhinitt forekommer ofte hos samme person og forekomsten er økende i den generelle befolkningen. Komposteringsarbeidere er ofte eksponert for flere typer av allergener enn den generelle befolkningen.

Hypersensitiv pneumonitt (HP) Hypersensitiv pneumonitt (HP) forekommer sjelden og som regel bare i yrkessammenheng. Sykdommen kan ha både akutte og kroniske forløp og blir ofte klinisk forvekslet med ODTS da symptomene er like. Gjentatte eksponeringen for høye konsentrasjoner av sporer av sopp og actinomyceter (>10 9 sporer/m 3 ) kan forårsake den akutte formen for hypersensitiv pneumonitt (Chan-Yeung et al., 1992). Er arbeideren først sensibilisert for allergenet som trigger HP, kan sykdommen gå over i en kronisk tilstand hvor små konsentrasjoner utløser symptomene (Lacey & Dutkiewicz, 1994). 15 3.3.3 Mage-tarmplager Mage-tarm plager som diaré og kvalme rapporteres i noen grad ved eksponering for bioaerosoler og spesielt fra miljøer hvor arbeidere håndterer kloakkslam som på renseanlegg eller ved kompostering (Lundholm & Rylander 1980). Plagene opptrer gjerne om kvelden, på mandager eller etter ferier. På grunn av at det er kort tid mellom eksponering og når plagene merkes, er infeksjon av patogene bakterier ikke en sannsynlig årsak. Plagene kan skyldes eksponering for en annen type endotoksin enn de som vanligvis finnes i mage-tarm systemet. I disse miljøene utvikles også biologiske nedbrytningsgasser, og eksponering for spesielt flyktige svovelorganiske komponenter og hydrogensulfid, kan også tenkes å være årsak til magetarmplagene.